WO2018142791A1 - 無人作業システム、サーバーコンピューター、及び無人作業機 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a technology for controlling work operation of an unmanned work machine.
- An unmanned lawn mower (also referred to as a “robot lawn mower” or “autonomous lawn mower”) has been used as an unmanned work machine that works automatically while traveling unmanned. It is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
- Patent No. 5529947 gazette US Patent Application Publication No. 2016/0302354 US Patent Application Publication No. 2014/0032033
- the finish of mowing differs depending on the locus drawn by the unmanned mowing machine during mowing (hereinafter referred to as "traveling pattern").
- the travel pattern that fills the grass area improves the finish. Therefore, the user is finished by registering in advance the unmanned lawn mower with some parameters (hereinafter referred to as "traveling parameters") for changing the traveling pattern, and the user can appropriately set the traveling parameters.
- the unmanned lawn mower can be moved in a running pattern that makes
- An object of the present invention is to provide an unmanned work system, a server computer, and an unmanned work machine capable of causing an unmanned work machine to perform appropriate operation.
- the present invention provides a plurality of unmanned work systems including a plurality of unmanned work machines working while running unmannedly and a server computer, wherein each of the unmanned work machines and the server computer communicate with each other.
- the work machine includes an operation control unit that controls an operation based on setting parameters, and a work operation information collection unit that collects work operation information related to the operation of the work, and the server computer includes each of the unmanned work machines.
- a work operation information acquisition unit for acquiring the work operation information from the unit; and a setting specifying unit for specifying the value of the setting parameter suitable for the work for each of the unmanned work machines based on the work operation information;
- Each of the unmanned work machines performs an operation based on the value of the setting parameter specified by the server computer. Characterized in that the Gosuru.
- the work operation information includes first information related to unmanned travel of the unmanned work machine, and the setting specification unit is suitable for the work based on the first information. It is characterized by specifying the value of the setting parameter.
- the work operation information may include second information related to an unmanned travel area
- the setting specifying unit may set the setting parameter suitable for the work based on the second information. It is characterized by specifying a value.
- the present invention provides the unmanned work system according to the present invention, wherein the unmanned work machine collects work evaluation information used for evaluation of work performed by an operation based on an optimum value of the setting parameter specified by the server computer.
- a collection unit is provided, and the server computer includes a setting correction unit that corrects the value of the setting parameter suitable for the work based on the work evaluation information of each of the unmanned work machines.
- the present invention is characterized in that, in the above-mentioned unmanned work system, the value of the setting parameter suitable for the work is a value which improves the work of the unmanned work machine.
- the work of the unmanned work machine is mowing
- the first information is the number of times the unmanned work machine went straight over a predetermined number of seconds in the mowing work, the number of collisions , And the number of times of getting out of the unmanned area.
- the work of the unmanned work machine is mowing
- the second information is an area of the unmanned travel area and a boundary length.
- the present invention is a server computer that communicates with each of a plurality of unmanned work machines that work while performing unmanned travel while controlling the operation based on setting parameters, wherein the work operation related to the operation of the work from each of the unmanned work machines
- the value of the setting parameter is transmitted to each of the unmanned work equipment, and the unmanned work equipment can control the operation based on the value of the setting parameter.
- the present invention relates to an unmanned work machine which works while traveling unmanned and which communicates with a server computer, and an operation control unit which controls an operation based on setting parameters, and an operation which collects work operation information related to the operation of the work.
- An operation information collection unit acquiring from the server computer a value of the setting parameter suitable for the work specified based on the work operation information, and controlling the operation based on the value of the setting parameter It is characterized by
- an appropriate work operation can be easily performed by an unmanned work machine.
- FIG. 1 is a view showing the configuration of an unmanned lawn mowing system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an unmanned lawn mower.
- FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a control unit provided in the unmanned lawn mower.
- FIG. 4 is an explanatory view of “A turning mode”.
- FIG. 5 is an explanatory view of “B turning mode”.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of the travel parameter preset.
- FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the management server.
- FIG. 8 is a diagram showing an example of the optimum setting identification data.
- FIG. 9 is a sequence diagram showing the operation of the unmanned mowing system.
- FIG. 10 is a flowchart of the optimum setting identification process.
- FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of a management server according to a first modified example of the present invention.
- FIG. 12 is a view showing an example of the optimum setting identification data according to the modification.
- FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of a control unit provided in the unmanned lawn mower according to the third modified example of the present invention.
- FIG. 14 is a block diagram showing a functional configuration of a management server according to the modification.
- FIG. 1 is a view showing the configuration of an unmanned lawn mowing system 1 according to the present embodiment.
- the unmanned lawn mowing system 1 includes a plurality of unmanned lawn mowers 2, a home terminal 4, and a management server 6.
- the unmanned lawn mower 2 is an autonomous traveling type plain work machine that automatically works while traveling unmanned (that is, voluntarily), and automatically mows the lawn area 3 where turf grass grows while being unmanned traveling.
- the home terminal 4 is an information processing apparatus owned by the user of the unmanned lawn mower 2, and mutually communicates with the management server 6 through the telecommunication line 8.
- a personal computer installed in the house 7 or a smartphone of a user is used for example.
- the telecommunication line 8 is, for example, a public line such as the Internet.
- Home terminal 4 and unmanned lawn mower 2 communicate bidirectionally by near field communication.
- the home terminal of this embodiment relays the data transmitted / received between the unmanned lawn mower 2 and the management server 6 by near field communication.
- near field communication For example, Bluetooth (registered trademark), IrDA, Wi-Fi, etc. are used for the short distance wireless communication.
- the management server 6 is a server computer that manages the unmanned lawn mower 2, and transmits and receives various data to and from the unmanned lawn mower 2 through the telecommunication line 8 and the home terminal 4. Details of the management server 6 will be described later.
- FIG. 2 is a figure which shows typically the structure of the unmanned lawn mower 2.
- the unmanned lawn mower 2 has a box-shaped main body 12, steerable front wheels 14A are provided at the front of the main body 12 on the left and right, and rear wheels 14B, which are drive wheels, at the rear.
- a steering mechanism 16 In the main body 12, a steering mechanism 16, a drive mechanism 18, a lawnmower mechanism 20, an engine 22, a battery unit 24, a short distance wireless communication unit 26, a sensor unit 28, a control unit 30 and an operation unit 32 and a display unit 34 are provided.
- the steering mechanism 16 is a mechanism that steers the front wheel 14A, and includes a steering motor and a gear transmission mechanism that moves the front wheel 14A in the left-right direction by the rotation of the steering motor.
- the drive mechanism 18 is a mechanism that drives the rear wheel 14B, and includes a power transmission mechanism that transmits the power of the engine 22 to the rear wheel 14B to drive it.
- the mowing mechanism 20 includes a blade (cutting blade) 20A and a connection mechanism that interlocks the blade 20A with the engine 22.
- the battery unit 24 includes a battery 24A, and supplies power of the battery 24A to each part such as the engine 22 and the like.
- the short distance wireless communication unit 26 is a unit for performing short distance wireless communication between the home terminals 4.
- the sensor unit 28 includes various sensors necessary for autonomous traveling in the lawn area 3 while avoiding obstacles (houses, trees, etc.).
- the boundary K of the turf area 3 is partitioned by the wire 3A embedded in the ground.
- the wire 3A emits magnetism when energized.
- the sensor unit 28 of the unmanned lawn mower 2 includes a magnetic sensor, and the unmanned lawn mower 2 detects the magnetism of the wire 3A with the magnetic sensor to detect the boundary K of the lawn area 3.
- the sensor unit 28 is also provided with a sensor (such as a contact detection sensor) for detecting an obstacle.
- the control unit 30 is a device that controls each part provided in the main body 12 to realize an independent lawn mowing operation, and includes a processor such as a CPU or MPU and a storage device such as a memory for storing a computer program. It is configured by a computer.
- the operation unit 32 includes various operators (buttons, numeric keys, touch panels,...) That receive the operation of the user, and outputs this operation to the control unit 30.
- the display unit 34 includes a display panel and the like, and displays various information.
- FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of control unit 30.
- the control unit 30 includes a setting storage unit 40, a traveling control unit 42, a lawn mower operation information collecting unit 44, a lawn mower operation information transmitting unit 46, and an optimum setting acquisition unit 48.
- the setting storage unit 40 stores the mowing setting information 50 related to the mowing operation.
- the mowing setting information 50 includes at least a traveling pattern setting 51A.
- the travel pattern setting 51A is a setting for changing the travel pattern during the mowing operation, and includes a travel parameter 51B as a setting parameter that can be set by the user.
- the following three setting parameters are provided as the driving parameter 51B. That is, there are three of “A turning mode time”, “B turning mode time”, and “a turning angle random range of A turning mode”.
- FIG. 4 is an explanatory view of the “A turning mode”
- FIG. 5 is an explanatory view of the “B turning mode”.
- the “A turning mode” and the “B turning mode” are both operation modes at the time of turning of the unmanned lawn mower 2 at the boundary K of the lawn area 3.
- the unmanned lawn mower 2 (1) advances toward the boundary K and (2) turns out after going out of the boundary K, and (3) lawn Advance in Region 3.
- the unmanned lawn mower 2 advances (1) toward the boundary K and (2A) before it goes out of the boundary K. Turn in front, and advance in the lawn area 3 (3).
- each of "A turning mode time” and “B turning mode time” is a setting parameter which sets the time length which operate
- a turning angle random range of the A turning mode is a setting parameter for setting a turning angle when the unmanned lawn mower 2 turns in the “A turning mode”. Specifically, in the “A turning mode”, the unmanned lawn mower 2 turns at a random turning angle when turning. A range in which the random turning angle can be set is set in the “turning angle random range of the turning mode A”.
- FIG. 6 is a view showing an example of the preset of the traveling parameter 51B.
- a plurality of presets of the traveling parameter 51B shown in FIG. 6 are registered in advance.
- the user sets the driving parameter 51B, one of these presets is selected and set.
- the traveling control unit 42 controls traveling according to the traveling pattern setting 51A at the time of the mowing operation.
- the mowing operation information collecting unit 44 collects mowing operation information 54.
- the mowing operation information 54 is information on the mowing operation of the unmanned lawn mower 2, and includes travel data 54A in the present embodiment.
- the traveling data 54A is information on unmanned traveling of the unmanned lawn mower 2, and the lawn mower operation information collecting unit 44 collects the traveling data 54A at the time of the lawn mowing operation.
- the following five items are included in the travel data 54A of the present embodiment.
- each item of "number of times of straight movement for 0-30s”, “number of times for straight movement of 30-90s”, and “number of times of straight movement for 90-120s” is an unmanned lawn mower during a lawn mowing operation for a predetermined time (for example, 1 hour). 2 is the number of straight travels over a fixed time.
- the “number of collisions” is the number of times the unmanned lawn mower 2 collides with an obstacle or the like during the lawn mowing operation for a predetermined time.
- the “number of times of going out” is the number of times the unmanned lawn mower 2 comes out of the boundary K of the lawn area 3 during the mowing work for a predetermined time.
- the mowing operation information transmission unit 46 transmits information on the unmanned lawn mower 2 to the management server 6.
- This information includes the mowing operation information 54.
- the optimum setting acquisition unit 48 acquires the optimum setting (hereinafter referred to as “optimum setting”) of the lawn mowing setting information 50 of the unmanned lawn mower 2 from the management server 6 and sets the optimum setting in the mowing setting information 50.
- the optimum setting acquisition unit 48 acquires the optimum preset of the traveling parameter 51B as the optimum setting, and sets the preset as the traveling parameter 51B.
- information exchange between the mowing operation information transmission unit 46 and the optimum setting acquisition unit 48 and the management server 6 is performed by communication via the home terminal 4.
- FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the management server 6.
- the management server 6 has a function of specifying the above-described optimum setting, and includes a mowing operation information acquisition unit 60, a storage unit 62, an optimum setting specification unit 64, and an optimum setting transmission unit 66.
- the mowing operation information acquisition unit 60 acquires the above-mentioned mowing operation information 54 transmitted by each of the plurality of unmanned lawn mowers 2.
- the storage unit 62 stores various data, and in the present embodiment, stores at least data 67 for optimum setting specification in advance.
- the optimum setting identification data 67 is data that defines the correspondence between the mowing operation information 54 and the above optimum setting.
- the optimum setting specifying unit 64 specifies the above-mentioned optimum setting based on the mowing setting information 50 acquired from each of the plurality of unmanned lawn mowers 2 and the optimum setting specifying data 67.
- the optimum setting transmission unit 66 transmits the optimum setting to the unmanned lawn mower 2 through the telecommunication line 8.
- FIG. 8 is a view showing an example of the optimum setting identification data 67.
- the optimum setting of the traveling parameter 51B of the lawn mowing setting information 50 is optimum in order to be specified based on the traveling data 54A which is one of the lawn mowing operation information 54.
- the setting identification data 67 defines the value of the optimal travel parameter 51B according to the content of the travel data 54A.
- the optimum setting identification data 67 of the present embodiment defines, for each preset of the traveling parameter 51B, a recommended value of the traveling data 54A for which application of the preset is recommended.
- the recommended value is updated through aggregation and analysis of the lawn mowing setting information 50 acquired from each of the unmanned lawn mowers 2. It is also possible to use artificial intelligence technology as a means of this update.
- FIG. 9 is a sequence diagram showing the operation of the unmanned lawn mowing system 1.
- the lawn mowing setting information 50 is set in the unmanned lawn mower 2 by the user or the like (step Sa1).
- the user selects one of the preset driving parameters 51B and sets the driving parameter 51B.
- the unmanned lawn mower 2 performs a lawn mower operation (step Sa2), it collects lawn mower operation information 54 for a predetermined time (for example, one hour) (step Sa3) and transmits the lawn mower operation information 54 to the management server 6 (step Sa Sa4).
- the optimum setting specifying unit 64 executes the optimum setting specifying process to perform optimum setting. Is specified (step Sa6), and the optimum setting transmission unit 66 transmits the optimum setting to the unmanned lawn mower 2 (step Sa7).
- the optimum setting specifying process the optimum preset of the driving parameter 51B is specified as the optimum setting based on the driving data 54A and the optimum setting specifying data 67. Details of this optimum setting specification process will be described later.
- the unmanned lawn mower 2 When receiving the optimum setting from the management server 6 (step Sa8), the unmanned lawn mower 2 updates and sets the mowing setting information 50 based on the optimum setting (step Sa9). And after that, the unmanned lawn mower 2 will perform the lawn mowing operation based on the lawn mowing setting information 50 after the update setting.
- FIG. 9 is a flowchart of the optimum setting specifying process performed by the optimum setting specifying unit 64.
- the optimum setting identification data 67 for each preset of the traveling parameter 51B, a recommended value of the traveling data 54A for which application of the preset is recommended is specified. Therefore, in the optimum setting specifying process, the recommended value of the traveling data 54A closest to the traveling data 54A acquired from the unmanned lawn mower 2 is specified, and the preset of the traveling parameter 51B corresponding to the recommended value of the traveling data 54A is performed. Identified as the optimal setting.
- the travel data 54A acquired from the unmanned lawn mower 2 is referred to as "actual travel data”, and the recommended value of the travel data 54A is referred to as “travel data recommended value”.
- variables are initialized (step Sb1).
- the main variables are "difference MIN” and "optimum preset number”.
- the “difference MIN” stores the minimum value of the differences between the actual travel data and each of the plurality of travel data recommendation values.
- the “optimum preset number” stores a preset number most suitable for actual driving data among the presets of the driving data 54A.
- step Sb2 all preset travel data recommendation values of the travel data 54A are compared with the actual travel data to obtain the difference between the two. Specifically, every time the counter variable i is incremented from “0" by "1" (step Sb2), the next process is performed until the counter variable i exceeds the preset number of the traveling data 54A (step Sb3: YES). To be done. That is, the difference between the i-th preset travel data recommendation value and the actual travel data is determined (step Sb4). This difference is determined by an absolute value. When the difference is smaller than the difference MIN (step Sb5: YES), the difference is stored in the difference MIN, and the value of the counter variable i is stored in the optimum preset number (step Sb6).
- the number of presets in this embodiment is six, as shown in FIG. 8, with preset numbers “0” to “5”, so the processing in steps Sb2 to Sb6 is performed until the counter variable i becomes “6”.
- the value of the counter variable i stored in the optimum preset number indicates the preset number of the preset of the traveling data 54A recommended to be applied to the actual traveling data. It is specified as the optimum setting (step Sb7).
- the management server 6 based on the mowing operation information 54 of the unmanned lawn mower 2, specifies the optimum setting of the traveling parameter 51 B for each unmanned lawn mower 2 and transmits it to each of the unmanned lawn mowers 2. Thereby, even if the user does not set the travel parameter 51B appropriately, the unmanned lawn mower 2 can be caused to perform an appropriate lawn mowing operation without bothering the user. Further, since the management server 6 obtains the mowing operation information 54 from each of the unmanned lawn mowers 2, it is necessary to detect the occurrence of each failure or malfunction of the unmanned lawn mower 2 based on the mowing operation information 54. Can. The detection result and the lawn mowing operation information 54 make it easy to identify the cause of the failure or failure, and can also be used for the development of the unmanned lawn mower 2.
- the mowing operation information 54 includes traveling data 54A related to unmanned traveling of the unmanned lawn mower 2, and the management server 6 specifies the optimum setting of the traveling parameter 51B based on the traveling data 54A.
- the travel data 54A is the number of times the unmanned lawn mower 2 travels straight for a predetermined number of seconds, the number of collisions, and the number of times the lawn area 3 has been out. Since the management server 6 determines the optimum setting of the traveling parameter 51B based on the traveling data 54A, the management server 6 can also grasp the traveling state of each of the plurality of unmanned lawn mowers 2.
- FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of a control unit 130 provided in the unmanned lawn mower 2 according to the present modification. In the same figure and this modification, the same numerals are given about the composition explained by the embodiment, and the explanation is omitted.
- the control unit 130 differs from the embodiment in the configuration in that the mowing operation information 54 includes the environment information 54B.
- the environment information 54B is information related to the work environment of the lawn mowing work.
- the environmental information 54B of the present embodiment includes information related to the lawn area 3 which is an aspect of the work environment. Specifically, the environmental information 54B includes an area, a wire length, and a shape.
- the area is the area of the grass area 3.
- the wire length is the total length of the wire provided along the boundary K of the lawn area 3.
- the shape of the lawn area 3 indicates complexity, and in the present embodiment, the complexity is indicated as either “simple” or “complex”. For example, when the shape of the lawn area 3 is represented by a single figure such as a circle or a polygon, the complexity is "simple”, and when it is represented by combining a plurality of figures, the complexity is "complex” It becomes ".
- the environment information 54 B is set, for example, before the user uses the unmanned lawn mower 2.
- FIG. 12 is a view showing an example of the optimum setting identification data 167 according to the present modification.
- data for optimum setting identification 167 shown in FIG. 12 is stored instead of the data 67 for optimum setting identification of the embodiment.
- the optimal setting identification data 167 is data that defines the optimal value of the traveling parameter 51B according to the contents of the environment information 54B. That is, as shown in FIG. 12, the optimum setting identification data 167 of the present embodiment defines, for each preset of the traveling parameter 51B, a recommended value of the environment information 54B for which application of the preset is recommended.
- the B turning mode time occupied in the predetermined work time decreases and the turning angle of the A turning mode is shallow (small) It is set to become.
- the shape of the lawn area 3 is simple, the B turning mode time occupied in the predetermined work time is increased, and the turning angle of the A turning mode is set to be deep (large).
- the contents of the preset for each preset number of the travel parameter 51B are the same as those in the above-described embodiment.
- the optimum setting specifying unit 64 of the management server 6 executes the optimum setting specifying process, and among the presets of the traveling parameters 51B based on the environment information 54B acquired from the unmanned lawn mower 2 and the optimum setting specifying data 167. Identify the best preset as the best setting.
- This optimum setting specifying process is, in the flowchart shown in FIG. 10, in place of the actual traveling data and the recommended traveling data, the environment information 54B acquired from the unmanned lawn mower 2 and the environment information 54B for each preset of the traveling parameters 51B. The same procedure is followed except that the recommended value of is used.
- the travel parameter 51B most suitable for the lawn mowing work of the lawn area 3 is specified.
- the mowing operation information 54 includes both the traveling data 54A and the environment information 54B, and the optimum setting specifying unit 64 of the management server 6 is based on both the traveling data 54A and the environment information 54B.
- the optimum setting of the driving parameter 51B may be specified.
- the optimum setting specifying unit 64 specifies, as the optimum setting, the preset in which the sum of the absolute value of the difference of the traveling data 54A and the absolute value of the difference of the environment information 54B is the smallest. Do.
- FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of a control unit 230 provided in the unmanned lawn mower 2 according to the present modification. In the same figure and this modification, the same numerals are given about the composition explained by the embodiment, and the explanation is omitted.
- the control unit 130 differs in configuration from the embodiment in that the work evaluation information collecting unit 278 is provided.
- the work evaluation information collecting unit 278 collects the work evaluation information 279.
- the work evaluation information 279 is information used to evaluate a mowing work performed by an operation based on the optimum setting of the travel parameter 51B.
- the work evaluation information 279 is transmitted from the mowing operation information transmitting unit 46 to the management server 6.
- the work evaluation information 279 includes a traveling distance and a carry-out current value.
- the travel distance is the distance traveled by the unmanned lawn mower 2 at the time of lawn mowing work.
- the carry-out current value is a current value output from the battery 24A along with the mowing work.
- the unmanned lawn mower 2 travels uniformly and uniformly on the lawn area 3 as the traveling distance in a fixed time becomes longer and the carry-out current value becomes smaller. Therefore, based on the travel distance and the carry-out current value, it is possible to grasp that the mowing work is being performed efficiently without any remaining cutting.
- FIG. 14 is a block diagram showing a functional configuration of the management server 206 according to the present modification.
- the management server 206 includes a work evaluation information acquisition unit 280 and a setting correction unit 282.
- the work evaluation information acquisition unit 280 acquires the work evaluation information 279 from the unmanned lawn mower 2.
- the setting correction unit 282 evaluates whether or not the mowing work has been improved by setting the optimum setting for the unmanned lawn mower 2 based on the work evaluation information 279, and corrects the optimum setting according to the evaluation result. . That is, the setting correction unit 282 evaluates that the mowing work has not been improved when the travel distance in a fixed time is long and the carry-out current value is not small. Then, in this case, the setting correction unit 282 corrects the optimum setting corresponding to the actual measurement value of the traveling data 54A by changing the recommended value associated with the traveling data 54A.
- the management server 206 collects work evaluation information 279 from a large number of unmanned lawn mowers 2 and corrects the optimum setting based on the work evaluation information 279, thereby obtaining a highly reliable optimum setting.
- Unmanned lawn mowing system (unmanned working system) 2 Unmanned lawn mower (unmanned working machine) 3 turf area (area) 3A wire 6, 206 management server (server computer) 20 lawn mowing mechanism 20A blade 30, 130, 230 control unit 32 operation unit 42 travel control unit (operation control unit) 44 Lawn Mowing Operation Information Collection Unit (Work Operation Information Collection Unit) 48 Optimal setting acquisition unit (work operation information acquisition unit) 50 lawn mowing setting information 51A driving pattern setting 51B driving parameters (setting parameters) 54 Lawn mowing operation information (work operation information) 54A Driving data (work operation information) 54B Environment information (work operation information) 60 Lawn Mowing Operation Information Acquisition Unit (Work Operation Information Acquisition Unit) 64 Optimal setting specification unit (setting specification unit) 66 Optimal setting transmission unit 67, 167 Optimal setting identification data 278 Work evaluation information collection unit 279 Work evaluation information 280 Work evaluation information acquisition unit 282 Setting correction unit K Boundary
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Abstract
適切な動作を無人作業機に行わせることができるようにすること。 無人走行しながら芝刈作業する複数の無人芝刈機2と、管理サーバー6と、を備え、前記無人芝刈機2の各々と、前記管理サーバー6とが相互に通信する無人芝刈システム1において、複数の前記無人芝刈機2は、走行パラメーター51Bに基づいて動作を制御する走行制御部42と、芝刈動作情報54を収集する芝刈動作情報収集部44と、を備え、前記管理サーバー6は、前記無人芝刈機2の各々から前記芝刈動作情報54を取得する芝刈動作情報取得部60と、前記作芝刈業に適した前記走行パラメーター51Bの値を、前記芝刈動作情報54に基づいて前記無人芝刈機2ごとに特定する最適設定特定部64と、を備え、前記無人芝刈機2の各々は、前記管理サーバー6によって特定された前記走行パラメーター51Bの値に基づいて動作を制御する。
Description
本発明は、無人作業機の作業動作を制御する技術に関する。
無人走行しながら自動で作業する無人作業機として、従来、芝地領域の中を自主的に走行し自動で芝刈りする無人芝刈機(「ロボット芝刈機」や「自律芝刈機」とも呼ばれる)が知られている(例えば、特許文献1~3参照)。
ところで、芝刈りの仕上がりは、無人芝刈機が芝刈時に描く軌跡(以下、「走行パターン」と言う)によって異なる。一般的に、芝地領域を塗りつぶす走行パターンほど、仕上がりが良くなる。
そこで、走行パターンを可変する幾つかのパラメータ(以下、「走行パラメーター」と言う)を無人芝刈機に予め登録しておき、ユーザーが走行パラメーターを適宜に設定可能にすることで、ユーザーは、仕上がりが良くなる走行パターンで無人芝刈機を動かすことができる。
そこで、走行パターンを可変する幾つかのパラメータ(以下、「走行パラメーター」と言う)を無人芝刈機に予め登録しておき、ユーザーが走行パラメーターを適宜に設定可能にすることで、ユーザーは、仕上がりが良くなる走行パターンで無人芝刈機を動かすことができる。
しかしながら、ユーザーが走行パラメーターを設定し、最適な走行パターンを実現することは困難である。この問題は、無人芝刈機に限らず、無人芝刈機の動作を設定する設定パラメーターをユーザーが設定可能な無人作業機において同様に生じる。
本発明は、適切な動作を無人作業機に行わせることができる無人作業システム、サーバーコンピューター、及び無人作業機を提供することを目的とする。
本発明は、無人走行しながら作業する複数の無人作業機と、サーバーコンピューターと、を備え、前記無人作業機の各々と、前記サーバーコンピューターとが相互に通信する無人作業システムにおいて、複数の前記無人作業機は、設定パラメーターに基づいて動作を制御する動作制御部と、前記作業の動作に関する作業動作情報を収集する作業動作情報収集部と、を備え、前記サーバーコンピューターは、前記無人作業機の各々から前記作業動作情報を取得する作業動作情報取得部と、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を、前記作業動作情報に基づいて前記無人作業機ごとに特定する設定特定部と、を備え、前記無人作業機の各々は、前記サーバーコンピューターによって特定された前記設定パラメーターの値に基づいて動作を制御することを特徴とする。
本発明は、上記無人作業システムにおいて、前記作業動作情報は、前記無人作業機の無人走行に関する第1情報を含み、前記設定特定部は、前記第1情報に基づいて、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を特定することを特徴とする。
本発明は、上記無人作業システムにおいて、前記作業動作情報は、無人走行する領域に関する第2情報を含み、前記設定特定部は、前記第2情報に基づいて、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を特定することを特徴とする。
本発明は、上記無人作業システムにおいて、前記無人作業機は、前記サーバーコンピューターによって特定された前記設定パラメーターの最適な値に基づく動作によって行われた作業の評価に用いる作業評価情報を収集する評価情報収集部を備え、前記サーバーコンピューターは、前記無人作業機の各々の前記作業評価情報に基づいて、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を補正する設定補正部を備えることを特徴とする。
本発明は、上記無人作業システムにおいて、前記作業に適した前記設定パラメーターの値は、前記無人作業機の作業を改善する値である、ことを特徴とする。
本発明は、上記無人作業システムにおいて、前記無人作業機の作業は、芝刈りであり、前記第1情報は、芝刈作業において、前記無人作業機が所定秒数に亘って直進した回数、衝突回数、及び無人走行する領域の外に出た回数であることを特徴とする。
本発明は、上記無人作業システムにおいて、前記無人作業機の作業は、芝刈りであり、前記第2情報は、前記無人走行する領域の面積、及び境界の長さであることを特徴とする。
本発明は、設定パラメーターに基づいて動作を制御しつつ無人走行しながら作業する複数の無人作業機の各々と相互に通信するサーバーコンピューターにおいて、前記無人作業機の各々から前記作業の動作に関する作業動作情報を取得する作業動作情報取得部と、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を、前記作業動作情報に基づいて前記無人作業機ごとに特定する設定特定部と、を備え、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を、前記無人作業機の各々に送信し、前記無人作業機が当該設定パラメーターの値に基づいて動作を制御可能にすることを特徴とする。
本発明は、無人走行しながら作業し、かつサーバーコンピューターと相互に通信する無人作業機において、設定パラメーターに基づいて動作を制御する動作制御部と、前記作業の動作に関する作業動作情報を収集する作業動作情報収集部と、を備え、前記作業動作情報に基づいて特定された前記作業に適した前記設定パラメーターの値を、前記サーバーコンピューターから取得し、前記設定パラメーターの値に基づいて動作を制御することを特徴とする。
本発明によれば、適切な作業動作を無人作業機に簡単に行わせることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る無人芝刈システム1の構成を示す図である。
無人芝刈システム1は、複数の無人芝刈機2と、ホーム端末4と、管理サーバー6と、を備えている。
無人芝刈機2は、無人で(すなわち自主的に)走行しながら自動で作業する自律走行型の無地作業機であり、芝草が生えた芝地領域3を無人走行しながら自動で芝刈りする。ホーム端末4は、無人芝刈機2の使用者が所有する情報処理装置であり、電気通信回線8を通じて管理サーバー6との間で相互に通信する。ホーム端末4には、例えば家屋7に設置されるパーソナルコンピューターやユーザーのスマートフォンが用いられる。電気通信回線8は、例えばインターネット等の公衆回線である。
ホーム端末4及び無人芝刈機2は、近距離無線通信により双方向に通信する。また本実施形態のホーム端末は、近距離無線通信により、無人芝刈機2と管理サーバー6との間で送受されるデータを中継する。近距離無線通信には、例えばBluetooth(登録商標)、IrDA、Wi-Fiなどが用いられる。
図1は、本実施形態に係る無人芝刈システム1の構成を示す図である。
無人芝刈システム1は、複数の無人芝刈機2と、ホーム端末4と、管理サーバー6と、を備えている。
無人芝刈機2は、無人で(すなわち自主的に)走行しながら自動で作業する自律走行型の無地作業機であり、芝草が生えた芝地領域3を無人走行しながら自動で芝刈りする。ホーム端末4は、無人芝刈機2の使用者が所有する情報処理装置であり、電気通信回線8を通じて管理サーバー6との間で相互に通信する。ホーム端末4には、例えば家屋7に設置されるパーソナルコンピューターやユーザーのスマートフォンが用いられる。電気通信回線8は、例えばインターネット等の公衆回線である。
ホーム端末4及び無人芝刈機2は、近距離無線通信により双方向に通信する。また本実施形態のホーム端末は、近距離無線通信により、無人芝刈機2と管理サーバー6との間で送受されるデータを中継する。近距離無線通信には、例えばBluetooth(登録商標)、IrDA、Wi-Fiなどが用いられる。
管理サーバー6は、無人芝刈機2を管理するサーバーコンピューターであり、電気通信回線8、及びホーム端末4を通じて、無人芝刈機2との間で各種のデータを送受する。管理サーバー6の詳細については後述する。
図2は、無人芝刈機2の構成を模式的に示す図である。
無人芝刈機2は、箱形の本体12を備え、本体12の前部には操舵自在な前輪14Aが左右に設けられ、後部には駆動輪である後輪14Bが左右に設けられている。また本体12には、操舵機構16と、駆動機構18と、芝刈機構20と、エンジン22と、バッテリーユニット24と、近距離無線通信ユニット26と、センサーユニット28と、制御ユニット30と、操作部32と、表示部34と、が設けられている。
無人芝刈機2は、箱形の本体12を備え、本体12の前部には操舵自在な前輪14Aが左右に設けられ、後部には駆動輪である後輪14Bが左右に設けられている。また本体12には、操舵機構16と、駆動機構18と、芝刈機構20と、エンジン22と、バッテリーユニット24と、近距離無線通信ユニット26と、センサーユニット28と、制御ユニット30と、操作部32と、表示部34と、が設けられている。
操舵機構16は、前輪14Aを操舵する機構であり、操舵用モーターと、当該操舵用モーターの回転により前輪14Aを左右方向に動かすギヤ伝達機構と、を備えている。駆動機構18は、後輪14Bを駆動する機構であり、エンジン22の動力を後輪14Bに伝達して駆動する動力伝達機構を備えている。芝刈機構20は、ブレード(刈刃)20Aと、ブレード20Aをエンジン22に連動連結する連結機構と、を備えている。バッテリーユニット24は、バッテリー24Aを備え、バッテリー24Aの電力をエンジン22等の各部に供給する。近距離無線通信ユニット26は、上記ホーム端末4の間で近距離無線通信するユニットである。センサーユニット28は、障害物(家屋や木など)を避けながら芝地領域3の中を自律走行するために必要な各種のセンサーを備えている。本実施形態では、図1に示すように、芝地領域3の境界Kは、地面に埋設されたワイヤー3Aによって区画されている。このワイヤー3Aは通電されることで磁気を発する。無人芝刈機2のセンサーユニット28は磁気センサーを備え、無人芝刈機2は、ワイヤー3Aの磁気を磁気センサーで検知して、芝地領域3の境界Kを検知する。なお、センサーユニット28には、障害物を検知するためのセンサー(接触検知センサーなど)も設けられている。
制御ユニット30は、本体12に設けられた各部を制御し、自主的な芝刈動作を実現する装置であり、CPUやMPU等のプロセッサーと、コンピュータープログラムを格納するメモリー等の記憶装置とを備えたコンピューターによって構成されている。
操作部32は、使用者の操作を受け付ける各種の操作子(ボタン、テンキー、タッチパネル・・・)を備え、この操作を制御ユニット30に出力する。表示部34は、表示パネル等を備え、各種情報を表示する。
操作部32は、使用者の操作を受け付ける各種の操作子(ボタン、テンキー、タッチパネル・・・)を備え、この操作を制御ユニット30に出力する。表示部34は、表示パネル等を備え、各種情報を表示する。
図3は、制御ユニット30の機能的構成を示すブロック図である。
制御ユニット30は、設定記憶部40と、走行制御部42と、芝刈動作情報収集部44と、芝刈動作情報送信部46と、最適設定取得部48と、を備えている。
制御ユニット30は、設定記憶部40と、走行制御部42と、芝刈動作情報収集部44と、芝刈動作情報送信部46と、最適設定取得部48と、を備えている。
設定記憶部40は、芝刈動作に係る芝刈設定情報50を記憶している。本実施形態では、芝刈設定情報50には、少なくとも走行パターン設定51Aが含まれている。
走行パターン設定51Aは、芝刈動作時の走行パターンを可変するための設定であり、ユーザーが設定可能な設定パラメーターとして走行パラメーター51Bを含んでいる。本実施形態では、走行パラメーター51Bとして、次の3つの設定パラメーターが設けられている。すなわち、「A旋回モード時間」、「B旋回モード時間」、及び「A旋回モードの旋回角度ランダム範囲」の3つである。
走行パターン設定51Aは、芝刈動作時の走行パターンを可変するための設定であり、ユーザーが設定可能な設定パラメーターとして走行パラメーター51Bを含んでいる。本実施形態では、走行パラメーター51Bとして、次の3つの設定パラメーターが設けられている。すなわち、「A旋回モード時間」、「B旋回モード時間」、及び「A旋回モードの旋回角度ランダム範囲」の3つである。
図4は「A旋回モード」の説明図であり、図5は「B旋回モード」の説明図である。
「A旋回モード」、及び「B旋回モード」は、いずれも、芝地領域3の境界Kにおける無人芝刈機2の旋回時の動作モードである。「A旋回モード」では、図4に示すように、無人芝刈機2は、(1)境界Kに向けて前進し、(2)境界Kの外に出た後に旋回し、(3)芝地領域3の中を前進する。これに対して、「B旋回モード」では、図5に示すように、無人芝刈機2は、(1)境界Kに向けて前進し、(2A)境界Kの外に出る前に境界Kの手前で旋回し、(3)芝地領域3の中を前進する。
「A旋回モード」、及び「B旋回モード」は、いずれも、芝地領域3の境界Kにおける無人芝刈機2の旋回時の動作モードである。「A旋回モード」では、図4に示すように、無人芝刈機2は、(1)境界Kに向けて前進し、(2)境界Kの外に出た後に旋回し、(3)芝地領域3の中を前進する。これに対して、「B旋回モード」では、図5に示すように、無人芝刈機2は、(1)境界Kに向けて前進し、(2A)境界Kの外に出る前に境界Kの手前で旋回し、(3)芝地領域3の中を前進する。
そして「A旋回モード時間」及び「B旋回モード時間」のそれぞれは、無人芝刈機2の1回の芝刈り作業において、その動作モードで動作する時間長を設定する設定パラメーターである。
また「A旋回モードの旋回角度ランダム範囲」は、「A旋回モード」において無人芝刈機2が旋回するときの旋回角度を設定する設定パラメーターである。具体的には、「A旋回モード」において、無人芝刈機2は、旋回するときには、ランダムな旋回角度で旋回する。「A旋回モードの旋回角度ランダム範囲」には、このランダムな旋回角度が取り得る範囲が設定される。
また「A旋回モードの旋回角度ランダム範囲」は、「A旋回モード」において無人芝刈機2が旋回するときの旋回角度を設定する設定パラメーターである。具体的には、「A旋回モード」において、無人芝刈機2は、旋回するときには、ランダムな旋回角度で旋回する。「A旋回モードの旋回角度ランダム範囲」には、このランダムな旋回角度が取り得る範囲が設定される。
図6は、走行パラメーター51Bのプリセットの一例を示す図である。
本実施形態の無人芝刈機2は、図6に示す走行パラメーター51Bの複数のプリセットが予め登録されている。ユーザーが走行パラメーター51Bを設定する場合は、これらのプリセットの中の1つを選択して設定する。
本実施形態の無人芝刈機2は、図6に示す走行パラメーター51Bの複数のプリセットが予め登録されている。ユーザーが走行パラメーター51Bを設定する場合は、これらのプリセットの中の1つを選択して設定する。
走行制御部42は、芝刈動作時に、走行パターン設定51Aにしたがって走行を制御する。
芝刈動作情報収集部44は、芝刈動作情報54を収集する。芝刈動作情報54は、無人芝刈機2の芝刈動作に関する情報であり、本実施形態では、走行データ54Aを含んでいる。
走行データ54Aは、無人芝刈機2の無人走行に関する情報であり、芝刈動作情報収集部44は、芝刈動作時に、走行データ54Aを収集する。
本実施形態の走行データ54Aには、次の5つの項目が含まれている。すなわち、「0-30s直進した回数」、「30-90s直進した回数」、「90-120s直進した回数」、「衝突回数」、及び「外に出た回数」の5つである。
「0-30s直進した回数」、「30-90s直進した回数」、及び「90-120s直進した回数」のそれぞれの項目は、所定時間(例えば1時間)の芝刈作業の間に、無人芝刈機2が一定時間に亘って直進走行した回数である。なお、これらの項目において、「0-30s」は「0秒~30秒」を意味し、「30-90s」は「30秒から90秒」を意味し、「90-120s」は「90秒から120秒」を意味する。
「衝突回数」は、所定時間の芝刈作業の間に、無人芝刈機2が障害物などに衝突した回数である。
「外に出た回数」は、所定時間の芝刈作業の間に、無人芝刈機2が芝地領域3の境界Kの外に出た回数である。
芝刈動作情報収集部44は、芝刈動作情報54を収集する。芝刈動作情報54は、無人芝刈機2の芝刈動作に関する情報であり、本実施形態では、走行データ54Aを含んでいる。
走行データ54Aは、無人芝刈機2の無人走行に関する情報であり、芝刈動作情報収集部44は、芝刈動作時に、走行データ54Aを収集する。
本実施形態の走行データ54Aには、次の5つの項目が含まれている。すなわち、「0-30s直進した回数」、「30-90s直進した回数」、「90-120s直進した回数」、「衝突回数」、及び「外に出た回数」の5つである。
「0-30s直進した回数」、「30-90s直進した回数」、及び「90-120s直進した回数」のそれぞれの項目は、所定時間(例えば1時間)の芝刈作業の間に、無人芝刈機2が一定時間に亘って直進走行した回数である。なお、これらの項目において、「0-30s」は「0秒~30秒」を意味し、「30-90s」は「30秒から90秒」を意味し、「90-120s」は「90秒から120秒」を意味する。
「衝突回数」は、所定時間の芝刈作業の間に、無人芝刈機2が障害物などに衝突した回数である。
「外に出た回数」は、所定時間の芝刈作業の間に、無人芝刈機2が芝地領域3の境界Kの外に出た回数である。
芝刈動作情報送信部46は、無人芝刈機2に関する情報を管理サーバー6に送る。この情報には芝刈動作情報54が含まれている。
最適設定取得部48は、無人芝刈機2の芝刈設定情報50についての最適な設定(以下、「最適設定」と言う)を管理サーバー6から取得し、最適設定を芝刈設定情報50に設定する。本実施形態では、最適設定取得部48は、走行パラメーター51Bの最適なプリセットを最適設定として取得し、当該プリセットを走行パラメーター51Bに設定する。
なお、本実施形態では、芝刈動作情報送信部46、及び最適設定取得部48と、管理サーバー6との間の情報の授受は、ホーム端末4を介した通信によって行われる。
最適設定取得部48は、無人芝刈機2の芝刈設定情報50についての最適な設定(以下、「最適設定」と言う)を管理サーバー6から取得し、最適設定を芝刈設定情報50に設定する。本実施形態では、最適設定取得部48は、走行パラメーター51Bの最適なプリセットを最適設定として取得し、当該プリセットを走行パラメーター51Bに設定する。
なお、本実施形態では、芝刈動作情報送信部46、及び最適設定取得部48と、管理サーバー6との間の情報の授受は、ホーム端末4を介した通信によって行われる。
図7は、管理サーバー6の機能的構成を示すブロック図である。
管理サーバー6は、上述の最適設定を特定する機能を有し、芝刈動作情報取得部60と、記憶部62と、最適設定特定部64と、最適設定送信部66と、を備えている。
芝刈動作情報取得部60は、複数の無人芝刈機2のそれぞれが送信する上述の芝刈動作情報54を取得する。
記憶部62は、各種データを記憶しており、本実施形態では、少なくとも最適設定特定用データ67を予め記憶している。最適設定特定用データ67は、芝刈動作情報54と上記最適設定との対応関係を規定したデータである。
最適設定特定部64は、複数の無人芝刈機2の各々から取得した芝刈設定情報50と最適設定特定用データ67とに基づいて、上述の最適設定を特定する。
最適設定送信部66は、最適設定を無人芝刈機2に電気通信回線8を通じて送信する。
管理サーバー6は、上述の最適設定を特定する機能を有し、芝刈動作情報取得部60と、記憶部62と、最適設定特定部64と、最適設定送信部66と、を備えている。
芝刈動作情報取得部60は、複数の無人芝刈機2のそれぞれが送信する上述の芝刈動作情報54を取得する。
記憶部62は、各種データを記憶しており、本実施形態では、少なくとも最適設定特定用データ67を予め記憶している。最適設定特定用データ67は、芝刈動作情報54と上記最適設定との対応関係を規定したデータである。
最適設定特定部64は、複数の無人芝刈機2の各々から取得した芝刈設定情報50と最適設定特定用データ67とに基づいて、上述の最適設定を特定する。
最適設定送信部66は、最適設定を無人芝刈機2に電気通信回線8を通じて送信する。
図8は、最適設定特定用データ67の一例を示す図である。
本実施形態の無人芝刈システム1では、芝刈設定情報50のうちの走行パラメーター51Bの最適設定が、芝刈動作情報54の1つである走行データ54Aに基づいて特定されるようにするために、最適設定特定用データ67は、走行データ54Aの内容に応じた最適な走行パラメーター51Bの値を規定している。本実施形態の最適設定特定用データ67は、図8に示すように、走行パラメーター51Bのプリセットごとに、そのプリセットの適用が推奨される走行データ54Aの推奨値を規定している。この推奨値は、無人芝刈機2の各々から取得される芝刈設定情報50の集計や分析を通じて更新される。この更新の手段として人工知能技術を利用することも可能である。
本実施形態の無人芝刈システム1では、芝刈設定情報50のうちの走行パラメーター51Bの最適設定が、芝刈動作情報54の1つである走行データ54Aに基づいて特定されるようにするために、最適設定特定用データ67は、走行データ54Aの内容に応じた最適な走行パラメーター51Bの値を規定している。本実施形態の最適設定特定用データ67は、図8に示すように、走行パラメーター51Bのプリセットごとに、そのプリセットの適用が推奨される走行データ54Aの推奨値を規定している。この推奨値は、無人芝刈機2の各々から取得される芝刈設定情報50の集計や分析を通じて更新される。この更新の手段として人工知能技術を利用することも可能である。
図9は、無人芝刈システム1の動作を示すシーケンス図である。
無人芝刈機2が芝地領域3の芝刈動作を実行するに先だって、無人芝刈機2には芝刈設定情報50がユーザーなどによって設定される(ステップSa1)。本実施形態では、ユーザーは、走行パラメーター51Bのプリセットの中から1つを選択して当該走行パラメーター51Bを設定する。
次いで、無人芝刈機2は芝刈動作すると(ステップSa2)、所定時間分(例えば1時間分)の芝刈動作情報54を収集し(ステップSa3)、芝刈動作情報54を管理サーバー6に送信する(ステップSa4)。
無人芝刈機2が芝地領域3の芝刈動作を実行するに先だって、無人芝刈機2には芝刈設定情報50がユーザーなどによって設定される(ステップSa1)。本実施形態では、ユーザーは、走行パラメーター51Bのプリセットの中から1つを選択して当該走行パラメーター51Bを設定する。
次いで、無人芝刈機2は芝刈動作すると(ステップSa2)、所定時間分(例えば1時間分)の芝刈動作情報54を収集し(ステップSa3)、芝刈動作情報54を管理サーバー6に送信する(ステップSa4)。
一方、管理サーバー6にあっては、芝刈動作情報取得部60が無人芝刈機2から芝刈動作情報54を取得すると(ステップSa5)、最適設定特定部64が最適設定特定処理を実行して最適設定を特定し(ステップSa6)、その最適設定を最適設定送信部66が無人芝刈機2に送信する(ステップSa7)。最適設定特定処理では、走行データ54A、及び最適設定特定用データ67に基づいて、走行パラメーター51Bの最適なプリセットが最適設定として特定される。この最適設定特定処理の詳細については、後述する。
無人芝刈機2は、最適設定を管理サーバー6から受信すると(ステップSa8)、最適設定に基づいて芝刈設定情報50を更新設定する(ステップSa9)。そして、これ以降、無人芝刈機2は、更新設定後の芝刈設定情報50に基づいて芝刈動作することとなる。
無人芝刈機2は、最適設定を管理サーバー6から受信すると(ステップSa8)、最適設定に基づいて芝刈設定情報50を更新設定する(ステップSa9)。そして、これ以降、無人芝刈機2は、更新設定後の芝刈設定情報50に基づいて芝刈動作することとなる。
図9は、最適設定特定部64が実行する最適設定特定処理のフローチャートである。
最適設定特定用データ67には、上述の通り、走行パラメーター51Bのプリセットごとに、そのプリセットの適用が推奨される走行データ54Aの推奨値が規定されている。そこで、最適設定特定処理では、無人芝刈機2から取得された走行データ54Aに最も近い走行データ54Aの推奨値の特定が行われ、この走行データ54Aの推奨値に対応する走行パラメーター51Bのプリセットが最適設定として特定される。
最適設定特定用データ67には、上述の通り、走行パラメーター51Bのプリセットごとに、そのプリセットの適用が推奨される走行データ54Aの推奨値が規定されている。そこで、最適設定特定処理では、無人芝刈機2から取得された走行データ54Aに最も近い走行データ54Aの推奨値の特定が行われ、この走行データ54Aの推奨値に対応する走行パラメーター51Bのプリセットが最適設定として特定される。
なお、最適設定特定処理において、無人芝刈機2から取得された走行データ54Aを「実走行データ」と称し、走行データ54Aの推奨値を「走行データ推奨値」と称する。
図9に示すように、最適設定特定処理では、先ず、変数が初期化される(ステップSb1)。主たる変数は、「差分MIN」、及び「最適プリセット番号」である。「差分MIN」は、実走行データと複数の走行データ推奨値の各々との差分のうちの最小値を格納する。「最適プリセット番号」は、走行データ54Aのプリセットの中で、実走行データに最も適したプリセットのプリセット番号を格納する。
次に、走行データ54Aの全てのプリセットの走行データ推奨値が実走行データと比較されて、両者の差分が求められる。
具体的には、カウンタ変数iを「0」から「1」ずつインクリメントするごとに(ステップSb2)、カウンタ変数iが走行データ54Aのプリセット数を超えるまで(ステップSb3:YES)、次の処理が行われる。
すなわち、i番目のプリセットの走行データ推奨値と実走行データとの差分が求められ(ステップSb4)。この差分は絶対値で求められる。そして、その差分が差分MINよりも小さいときには(ステップSb5:YES)、その差分が差分MINに格納され、最適プリセット番号にはカウンタ変数iの値が格納される(ステップSb6)。
具体的には、カウンタ変数iを「0」から「1」ずつインクリメントするごとに(ステップSb2)、カウンタ変数iが走行データ54Aのプリセット数を超えるまで(ステップSb3:YES)、次の処理が行われる。
すなわち、i番目のプリセットの走行データ推奨値と実走行データとの差分が求められ(ステップSb4)。この差分は絶対値で求められる。そして、その差分が差分MINよりも小さいときには(ステップSb5:YES)、その差分が差分MINに格納され、最適プリセット番号にはカウンタ変数iの値が格納される(ステップSb6)。
本実施形態のプリセット数は、図8に示すように、プリセット番号が「0」~「5」の6つなので、カウンタ変数iが「6」になるまでステップSb2~Sb6の処理が行われる。これらの処理の結果、最適プリセット番号に格納されているカウンタ変数iの値が、実走行データへの適用が推奨される走行データ54Aのプリセットのプリセット番号を示すので、当該カウンタ変数iの値が最適設定として特定される(ステップSb7)。
上述の本実施形態によれば、次の効果を奏する。
本実施形態では、管理サーバー6が無人芝刈機2の芝刈動作情報54に基づいて、走行パラメーター51Bの最適設定を無人芝刈機2ごとに特定し、それを無人芝刈機2の各々に送信する。
これにより、ユーザーが走行パラメーター51Bを適切に設定していなくとも、ユーザーの手を煩わせることなく、適切な芝刈動作を無人芝刈機2に行わせることができる。
また、管理サーバー6が各々の無人芝刈機2から芝刈動作情報54を取得しているので、これらの芝刈動作情報54に基づいて、無人芝刈機2の個々の故障や不具合の発生を検知することができる。この検知結果や芝刈動作情報54により、故障や不具合の原因の特定が容易となり、無人芝刈機2の開発に役立てることもできる。
本実施形態では、管理サーバー6が無人芝刈機2の芝刈動作情報54に基づいて、走行パラメーター51Bの最適設定を無人芝刈機2ごとに特定し、それを無人芝刈機2の各々に送信する。
これにより、ユーザーが走行パラメーター51Bを適切に設定していなくとも、ユーザーの手を煩わせることなく、適切な芝刈動作を無人芝刈機2に行わせることができる。
また、管理サーバー6が各々の無人芝刈機2から芝刈動作情報54を取得しているので、これらの芝刈動作情報54に基づいて、無人芝刈機2の個々の故障や不具合の発生を検知することができる。この検知結果や芝刈動作情報54により、故障や不具合の原因の特定が容易となり、無人芝刈機2の開発に役立てることもできる。
本実施形態では、芝刈動作情報54は、無人芝刈機2の無人走行に関する走行データ54Aを含み、管理サーバー6は、走行データ54Aに基づいて走行パラメーター51Bの最適設定を特定する。
また、この走行データ54Aは、無人芝刈機2が所定秒数に亘って直進した回数、衝突回数、及び芝地領域3の外に出た回数である。
管理サーバー6は、係る走行データ54Aに基づいて走行パラメーター51Bの最適設定が特定するので、複数の無人芝刈機2の各々の走行状態をも把握できる。これにより、無人芝刈機2での走行に係る不具合の発生を、無人芝刈機2の各々から取得される芝刈動作情報54に基づいて管理することができ、無人芝刈機2の次のモデルの開発に役立てることもできる。
また、この走行データ54Aは、無人芝刈機2が所定秒数に亘って直進した回数、衝突回数、及び芝地領域3の外に出た回数である。
管理サーバー6は、係る走行データ54Aに基づいて走行パラメーター51Bの最適設定が特定するので、複数の無人芝刈機2の各々の走行状態をも把握できる。これにより、無人芝刈機2での走行に係る不具合の発生を、無人芝刈機2の各々から取得される芝刈動作情報54に基づいて管理することができ、無人芝刈機2の次のモデルの開発に役立てることもできる。
上述の実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
(変形例1)
上述した実施形態では、芝刈動作情報54の1つである走行データ54Aに基づいて、走行パラメーター51Bの最適設定が特定されている。これに対し、他の芝刈動作情報54に基づいて、走行パラメーター51Bの最適設定が特定されてもよい。
図11は、本変形例に係る無人芝刈機2が備える制御ユニット130の機能的構成を示すブロック図である。なお、同図、及び本変形例の説明において、実施形態で説明した構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
同図に示すように、制御ユニット130は、芝刈動作情報54が環境情報54Bを含む点において、実施形態と構成を異にする。
環境情報54Bは、芝刈作業の作業環境に係る情報である。本実施形態の環境情報54Bは、作業環境の一態様である芝地領域3に係る情報を含んでいる。具体的には、環境情報54Bは、面積、ワイヤー長、及び形状を含んでいる。
上述した実施形態では、芝刈動作情報54の1つである走行データ54Aに基づいて、走行パラメーター51Bの最適設定が特定されている。これに対し、他の芝刈動作情報54に基づいて、走行パラメーター51Bの最適設定が特定されてもよい。
図11は、本変形例に係る無人芝刈機2が備える制御ユニット130の機能的構成を示すブロック図である。なお、同図、及び本変形例の説明において、実施形態で説明した構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
同図に示すように、制御ユニット130は、芝刈動作情報54が環境情報54Bを含む点において、実施形態と構成を異にする。
環境情報54Bは、芝刈作業の作業環境に係る情報である。本実施形態の環境情報54Bは、作業環境の一態様である芝地領域3に係る情報を含んでいる。具体的には、環境情報54Bは、面積、ワイヤー長、及び形状を含んでいる。
面積は、芝地領域3の面積である。ワイヤー長は、芝地領域3の境界Kに沿って設けられたワイヤーの全長である。形状は、芝地領域3の形状が複雑さを示し、本実施形態では、「単純」又は「複雑」のいずれかで複雑さが示される。例えば、円形や多角形状などの単一図形で芝地領域3の形状が表される場合、複雑さは「単純」であり、複数の図形を組み合わせて表される場合は、複雑さは「複雑」となる。
環境情報54Bは、例えば、ユーザーが無人芝刈機2を使用する前に設定される。
図12は、本変形例に係る最適設定特定用データ167の一例を示す図である。
本実施形態の管理サーバー6の記憶部62には、実施形態の最適設定特定用データ67に代えて、図12に示す最適設定特定用データ167が記憶される。
最適設定特定用データ167は、環境情報54Bの内容に応じた最適な走行パラメーター51Bの値を規定したデータである。すなわち、図12に示すように、本実施形態の最適設定特定用データ167は、走行パラメーター51Bのプリセットごとに、そのプリセットの適用が推奨される環境情報54Bの推奨値を規定している。
本実施形態の最適設定特定用データ167では、芝地領域3の形状が複雑である場合には、所定作業時間に占めるB旋回モード時間が減り、かつA旋回モードの旋回角度が浅く(小さく)なるように設定されている。一方、芝地領域3の形状が単純である場合には、所定作業時間に占めるB旋回モード時間が増え、かつA旋回モードの旋回角度が深く(大きく)なるように設定されている。
なお、走行パラメーター51Bのプリセット番号ごとのプリセットの内容は、上述した実施形態と同様である。
本実施形態の管理サーバー6の記憶部62には、実施形態の最適設定特定用データ67に代えて、図12に示す最適設定特定用データ167が記憶される。
最適設定特定用データ167は、環境情報54Bの内容に応じた最適な走行パラメーター51Bの値を規定したデータである。すなわち、図12に示すように、本実施形態の最適設定特定用データ167は、走行パラメーター51Bのプリセットごとに、そのプリセットの適用が推奨される環境情報54Bの推奨値を規定している。
本実施形態の最適設定特定用データ167では、芝地領域3の形状が複雑である場合には、所定作業時間に占めるB旋回モード時間が減り、かつA旋回モードの旋回角度が浅く(小さく)なるように設定されている。一方、芝地領域3の形状が単純である場合には、所定作業時間に占めるB旋回モード時間が増え、かつA旋回モードの旋回角度が深く(大きく)なるように設定されている。
なお、走行パラメーター51Bのプリセット番号ごとのプリセットの内容は、上述した実施形態と同様である。
そして、管理サーバー6の最適設定特定部64は、最適設定特定処理を実行し、無人芝刈機2から取得した環境情報54Bと最適設定特定用データ167とに基づいて、走行パラメーター51Bのプリセットの中で最適なプリセットを最適設定として特定する。
この最適設定特定処理は、図10に示すフローチャートにおいて、実走行データ、及び推奨走行データに代えて、無人芝刈機2から取得された環境情報54B、及び、走行パラメーター51Bのプリセットごとの環境情報54Bの推奨値が用いられる点を除き、同様に行われる。
この最適設定特定処理は、図10に示すフローチャートにおいて、実走行データ、及び推奨走行データに代えて、無人芝刈機2から取得された環境情報54B、及び、走行パラメーター51Bのプリセットごとの環境情報54Bの推奨値が用いられる点を除き、同様に行われる。
本変形例によれば、その芝地領域3の芝刈作業に最適な走行パラメーター51Bが特定される。
(変形例2)
上述した実施形態において、芝刈動作情報54が走行データ54A、及び環境情報54Bの両方を含み、管理サーバー6の最適設定特定部64が、これら走行データ54A、及び環境情報54Bの両方に基づいて、走行パラメーター51Bの最適設定を特定してもよい。
この場合において、最適設定特定部64は、最適設定特定処理において、走行データ54Aについての差分の絶対値と、環境情報54Bについての差分の絶対値との合計値が最も小さいプリセットを最適設定として特定する。
上述した実施形態において、芝刈動作情報54が走行データ54A、及び環境情報54Bの両方を含み、管理サーバー6の最適設定特定部64が、これら走行データ54A、及び環境情報54Bの両方に基づいて、走行パラメーター51Bの最適設定を特定してもよい。
この場合において、最適設定特定部64は、最適設定特定処理において、走行データ54Aについての差分の絶対値と、環境情報54Bについての差分の絶対値との合計値が最も小さいプリセットを最適設定として特定する。
(変形例3)
上述した実施形態において、最適設定が無人芝刈機2に設定されることで得られた効果を評価し、また、評価結果に基づいて管理サーバー6の最適設定を補正してもよい。
図13は、本変形例に係る無人芝刈機2が備える制御ユニット230の機能的構成を示すブロック図である。なお、同図、及び本変形例の説明において、実施形態で説明した構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
上述した実施形態において、最適設定が無人芝刈機2に設定されることで得られた効果を評価し、また、評価結果に基づいて管理サーバー6の最適設定を補正してもよい。
図13は、本変形例に係る無人芝刈機2が備える制御ユニット230の機能的構成を示すブロック図である。なお、同図、及び本変形例の説明において、実施形態で説明した構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
同図に示すように、制御ユニット130は、作業評価情報収集部278を備える点において、実施形態と構成を異にする。
作業評価情報収集部278は、作業評価情報279を収集する。作業評価情報279は、走行パラメーター51Bの最適設定に基づく動作によって行われた芝刈作業の評価に用いられる情報である。この作業評価情報279は、芝刈動作情報送信部46から管理サーバー6に送信される。
作業評価情報収集部278は、作業評価情報279を収集する。作業評価情報279は、走行パラメーター51Bの最適設定に基づく動作によって行われた芝刈作業の評価に用いられる情報である。この作業評価情報279は、芝刈動作情報送信部46から管理サーバー6に送信される。
本変形例では、作業評価情報279は、走行距離、及び持ち出し電流値を含んでいる。走行距離は、芝刈作業時に無人芝刈機2が無人走行した距離である。持ち出し電流値は、芝刈作業に伴ってバッテリー24Aから出力された電流値である。
芝刈作業時において、一定時間における走行距離が長くなり、かつ、持ち出し電流値が小さくなるほど、無人芝刈機2は芝地領域3をムラ無く、かつ効率良く走行する。したがって、これら走行距離、及び持ち出し電流値に基づいて、刈り残しが無く、効率良く芝刈り作業が行われていることが把握可能になる。
芝刈作業時において、一定時間における走行距離が長くなり、かつ、持ち出し電流値が小さくなるほど、無人芝刈機2は芝地領域3をムラ無く、かつ効率良く走行する。したがって、これら走行距離、及び持ち出し電流値に基づいて、刈り残しが無く、効率良く芝刈り作業が行われていることが把握可能になる。
図14は、本変形例に係る管理サーバー206の機能的構成を示すブロック図である。
同図に示すように、管理サーバー206は、作業評価情報取得部280、及び設定補正部282を備えている。
作業評価情報取得部280は、無人芝刈機2から作業評価情報279を取得する。
設定補正部282は、作業評価情報279に基づいて、無人芝刈機2に最適設定が設定されることで芝刈作業が改善されたか否かを評価し、この評価結果に応じて最適設定を補正する。すなわち、設定補正部282は、一定時間における走行距離が長くなり、かつ、持ち出し電流値が小さくなっていない場合は、芝刈作業が改善されていないと評価する。そして、この場合、設定補正部282は、走行データ54Aに対応付けられた推奨値を変更することで、走行データ54Aの実測値に対応した最適設定を補正する。
同図に示すように、管理サーバー206は、作業評価情報取得部280、及び設定補正部282を備えている。
作業評価情報取得部280は、無人芝刈機2から作業評価情報279を取得する。
設定補正部282は、作業評価情報279に基づいて、無人芝刈機2に最適設定が設定されることで芝刈作業が改善されたか否かを評価し、この評価結果に応じて最適設定を補正する。すなわち、設定補正部282は、一定時間における走行距離が長くなり、かつ、持ち出し電流値が小さくなっていない場合は、芝刈作業が改善されていないと評価する。そして、この場合、設定補正部282は、走行データ54Aに対応付けられた推奨値を変更することで、走行データ54Aの実測値に対応した最適設定を補正する。
管理サーバー206は、多数の無人芝刈機2から作業評価情報279を収集し、これらの作業評価情報279に基づいて最適設定を補正しており、これにより、信頼性が非常に高い最適設定が得られる。
なお、上述した実施形態、及び各変形例は、適宜に組み合わせて実施できる。
また、これら実施形態、及び各変形例では、無人走行しながら芝刈動作する無人作業機として無人芝刈機2を例示したが、これに限らず、本発明は、無人走行しながら任意の作業をする任意の無人作業機に適用できる。
また、これら実施形態、及び各変形例では、無人走行しながら芝刈動作する無人作業機として無人芝刈機2を例示したが、これに限らず、本発明は、無人走行しながら任意の作業をする任意の無人作業機に適用できる。
1 無人芝刈システム(無人作業システム)
2 無人芝刈機(無人作業機)
3 芝地領域(領域)
3A ワイヤー
6、206 管理サーバー(サーバーコンピューター)
20 芝刈機構
20A ブレード
30、130、230 制御ユニット
32 操作部
42 走行制御部(動作制御部)
44 芝刈動作情報収集部(作業動作情報収集部)
48 最適設定取得部(作業動作情報取得部)
50 芝刈設定情報
51A 走行パターン設定
51B 走行パラメーター(設定パラメーター)
54 芝刈動作情報(作業動作情報)
54A 走行データ(作業動作情報)
54B 環境情報(作業動作情報)
60 芝刈動作情報取得部(作業動作情報取得部)
64 最適設定特定部(設定特定部)
66 最適設定送信部
67、167 最適設定特定用データ
278 作業評価情報収集部
279 作業評価情報
280 作業評価情報取得部
282 設定補正部
K 境界
2 無人芝刈機(無人作業機)
3 芝地領域(領域)
3A ワイヤー
6、206 管理サーバー(サーバーコンピューター)
20 芝刈機構
20A ブレード
30、130、230 制御ユニット
32 操作部
42 走行制御部(動作制御部)
44 芝刈動作情報収集部(作業動作情報収集部)
48 最適設定取得部(作業動作情報取得部)
50 芝刈設定情報
51A 走行パターン設定
51B 走行パラメーター(設定パラメーター)
54 芝刈動作情報(作業動作情報)
54A 走行データ(作業動作情報)
54B 環境情報(作業動作情報)
60 芝刈動作情報取得部(作業動作情報取得部)
64 最適設定特定部(設定特定部)
66 最適設定送信部
67、167 最適設定特定用データ
278 作業評価情報収集部
279 作業評価情報
280 作業評価情報取得部
282 設定補正部
K 境界
Claims (9)
- 無人走行しながら作業する複数の無人作業機と、サーバーコンピューターと、を備え、前記無人作業機の各々と、前記サーバーコンピューターとが相互に通信する無人作業システムにおいて、
複数の前記無人作業機は、
設定パラメーターに基づいて動作を制御する動作制御部と、
前記作業の動作に関する作業動作情報を収集する作業動作情報収集部と、を備え、
前記サーバーコンピューターは、
前記無人作業機の各々から前記作業動作情報を取得する作業動作情報取得部と、
前記作業に適した前記設定パラメーターの値を、前記作業動作情報に基づいて前記無人作業機ごとに特定する設定特定部と、を備え、
前記無人作業機の各々は、
前記サーバーコンピューターによって特定された前記設定パラメーターの値に基づいて動作を制御する
ことを特徴とする無人作業システム。 - 前記作業動作情報は、前記無人作業機の無人走行に関する第1情報を含み、
前記設定特定部は、前記第1情報に基づいて、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の無人作業システム。 - 前記作業動作情報は、無人走行する領域に関する第2情報を含み、
前記設定特定部は、前記第2情報に基づいて、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を特定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の無人作業システム。 - 前記無人作業機は、
前記サーバーコンピューターによって特定された前記設定パラメーターの最適な値に基づく動作によって行われた作業の評価に用いる作業評価情報を収集する評価情報収集部を備え、
前記サーバーコンピューターは、
前記無人作業機の各々から取得された前記作業評価情報に基づいて、前記作業に適した前記設定パラメーターの値を補正する設定補正部を備える
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の無人作業システム。 - 前記作業に適した前記設定パラメーターの値は、前記無人作業機の作業を改善する値である、ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の無人作業システム。
- 前記無人作業機の作業は、芝刈りであり、
前記第1情報は、芝刈作業において、前記無人作業機が所定秒数に亘って直進した回数、衝突回数、及び無人走行する領域の外に出た回数である
ことを特徴とする請求項2に記載の無人作業システム。 - 前記無人作業機の作業は、芝刈りであり、
前記第2情報は、前記無人走行する領域の面積、及び境界の長さである
ことを特徴とする請求項3に記載の無人作業システム。 - 設定パラメーターに基づいて動作を制御しつつ無人走行しながら作業する複数の無人作業機の各々と相互に通信するサーバーコンピューターにおいて、
前記無人作業機の各々から前記作業の動作に関する作業動作情報を取得する作業動作情報取得部と、
前記作業に適した前記設定パラメーターの値を、前記作業動作情報に基づいて前記無人作業機ごとに特定する設定特定部と、を備え、
前記作業に適した前記設定パラメーターの値を、前記無人作業機の各々に送信し、前記無人作業機が当該設定パラメーターの値に基づいて動作を制御可能にする
ことを特徴とするサーバーコンピューター。 - 無人走行しながら作業し、かつサーバーコンピューターと相互に通信する無人作業機において、
設定パラメーターに基づいて動作を制御する動作制御部と、
前記作業の動作に関する作業動作情報を収集する作業動作情報収集部と、を備え、
前記作業動作情報に基づいて特定された前記作業に適した前記設定パラメーターの値を、前記サーバーコンピューターから取得し、前記設定パラメーターの値に基づいて動作を制御する
ことを特徴とする無人作業機。
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